T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİPROJESİ) MÜZİK ALETLERİYAPIMI MÜZİK FİZİĞİUYGULAMALARI ANKARA-2007
Milli Eğitim Bakanlığıtarafından geliştirilen modüller; Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığın 02.06.2006 tarih ve 269 sayılıkararıile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmişöğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır). Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşabilirler. Basılmışmodüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullalamaz ve ücret karşılığında satılamaz. i
İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER İÇİNDEKİLER...i AÇIKLAMALAR...ii GİRİŞ...1 ÖĞRENME FAALİYETİ 1...3 1. MÜZİK VE SES...3 1.1. Fiziksel Olarak Ses...3 1.2. Fizik ve Psikofizik...3 1.3. Çevre Etkileri...4 1.3.1. KapalıBir Ortamdaki Ses Dalgaları...4 1.3.2. YapıAkustiğiyle İlgili BazıKavramlar ve Matematiksel Bağıntılar...4 1.4. Müzik Seslerinin Algılanması...6 1.4.1. Perde Algılanması...6 1.4.2. TıAlgılanması...6 1.4.3. Müzik Seslerinin Talanması...6 1.4.4. Vibratonun Etkileri...6 UYGULAMA FAALİYETİ...7 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...8 ÖĞRENME FAALİYETİ 2... 10 2.SESİN OLUŞUMU...10 2.1. Sesin Oluşumu...10 2.1.1. UyarıcıEtkenin Oluşumu...10 2.1.3. Basit Uyumlu Hareket ve Enerji... 11 2.1.4. Titreşimlerin Eğrilerinin Çizilmesi... 11 2.1.5. Rezonans... 12 2.1.6. Perde ve Frekansı...12 2.1.7. Elektronik Frekans Belirleme Yöntemlerine Örnekler...13 2.2. İletici Ortamlar...13 2.2.1. Titreşimlerin Yayılma Mekanizması... 14 2.2.2. Havadaki Ses Dalgaları... 14 2.2.3. Dalgaların Ortamdaki Yayılma Hızı...14 2.3.3. Kulak Selenleri...16 UYGULAMA FAALİYETİ...18 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...19 MODÜL DEĞERLENDİRME...21 CEVAP ANAHTARLARI...22 ÖNERİLEN KAYNAKLAR... 23 KAYNAKÇA...24 i
AÇIKLAMALAR AÇIKLAMALAR KOD ALAN DAL/MESLEK MODÜLÜN ADI MODÜLÜN TANIMI Müzik Aletleri YapımıAla Alan Ortak Müzik Fiziği Uygulamaları Müzik fiziği uygulamalarıile ilgili temel bilgi ve becerilerin kazandırıldığıöğrenme materyalidir. SÜRE 40/24 ÖN KOŞUL YETERLİK Müzik fiziği uygulamalarıyapmak Genel Amaç Gerekli ortam sağlandığında, müzik fiziği uygulamaları amaca ve tekniğine uygun şekilde yapabileceksiniz. MODÜLÜN AMACI Amaçlar Fiziksel olarak müzik ve ses sistemleri standardına göre uygulamalarıyapabileceksiniz. Çeşitli ortamlarda enstrümanlarla tekniğe uygun olarak titreşim denemeleri yapabileceksiniz. EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Ortam: Akustik özellikli sıf ortamı, Donam: Ses kayıt cihazları, ses kayıt örnekleri, gerekli kitap ve doküman vb. Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili değerlendirme sorularıile kendi kendinizi değerlendireceksiniz. Öğretmen; modül sonunda size ölçme aracı(uygulama, soru-cevap)uygulayarak modül uygulamaları ile kazandığız bilgi ve becerileri ölçerek değerlendirecektir. ii
GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Çok zengin ve köklü bir müzik birikimine sahip olmamıza rağmen müziğe gereken önem verilmemektedir. Halbuki bir halkın seviyesiyle o halkın dinlediği ve icra ettiği müziğin seviyesi arasında doğrudan bir bağbulunmaktadır. Bu nedenle kaliteli müzik demek müziği tüm incelikleriyle anlamaktan geçiyor. Çünkü, müziğin her safhasıçok temelli bir şekilde sıkısıkıya fiziğe bağlıdır. Böyle olduğu için eksiksiz bir müzik için müziğin fiziksel temellerine aşina olunmasıgerekmektedir. Elinizdeki modül bu temelleri atmaz amacıyla hazırlanmıştır. Bütün konular tutarlı bir düzen içinde, açık ve genel bir dille yazılmaya çalışılmıştır. 1
2
ÖĞRENME FAALİYETİ 1 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ 1 Bu faaliyet sonunda uygun ortam sağlandığında müzik ve ses sistemleri standardına göre fiziksel olarak ses uygulamalarıyapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Bu faaliyet öncesinde yapaz gereken öncelikli araştırmalar şunlardır: Fiziksel olarak ses nedir? Bu konuda araştırma yapız. Fizik ve psikofizik arasında ne gibi benzerlikler, farklılıklar, ortak noktalar bulunduğunu araştırız. Çevrenin ses üzerindeki etkilerini araştırız. Karmaşık müzik seslerini algılarken bu seslerin işitme sistemimizde tek tek nasıl değerlendirildiğini inceleyiniz. 1.1. Fiziksel Olarak Ses 1. MÜZİK VE SES Fiziksel olarak ses 2 ana başlıkta toplar; insan sesi ve enstrüman sesi. İnsan sesi; diyaframdaki ve akciğerlerdeki havan basınçla ses tellerine itilmesi ve buradaki ses tellerinin titreşmesi sonucu oluşur. Enstrüman sesi; cisimlerin titreşmesinden oluşur. Kulağımıza gelen her seste tı, yükseklik, süre, kurgu ve gürlük nitelikleri vardır. 1.2. Fizik ve Psikofizik Fizik, bir sistemin belirli başlangıç koşullarından çıkarak nasıl gelişeceğini kestirmeye yarayacak yöntemler bulmaya çalışır. Örneğin hızı, kütlesi ve frenleme kuvveti bilinen bir otomobil nerede durur? Günlük yaşamda ilgili konularda büyük bir güvenilirlikle kullalmakta olan klasik fizikte ölçülerek veya kestirilerek elde edilen sonuçların, kesin ve tek olmasıgerektiği düşünülür. 3
Psikofizikte de tıpkıfizikte olduğu gibi, başlangıç koşullarıbilinen sistemlerin davraşlarıkestirilmeye çalışılır. Psikofiziğin incelediği sistemler, beyin, çevresel sinir sistemi ve içsalgısistemleridir. Bu sistemlerin başlangıç koşulları, dışarıdan gelen fiziksel uyarılardır. Dışuyarılar karşısında bu sistemler tarafından gösterilen davraşlar ise fizyolojik tepkiler ve psikolojik duyumlardır. Fiziksel uyarılar sonucu oluşan tepkileri motor psikofizik inceler. Sensorler (bir uyarıyıalan ve tepki gösteren, örneğin bir sinyal yollayan hücreler) tarafından uyarılan duyumlarıise sensor psikofiziği inceler. Özetle şunu bilmeliyiz; fizik, psikofizik şeklinde de olsa müzik olayın beyinle ve algılamayla ilgili son safhalarına bile karışmaktadır. 1.3. Çevre Etkileri 1.3.1. KapalıBir Ortamdaki Ses Dalgaları Kapalıbir ortamda uyarılabilecek titreşim biçimlerine göre çok daha çeşitlidir. Çünkü kapalıortam üç boyutludur. Kapalıbir ortamda rezonons frekanslarıve akustik parametreler (belirleyiciler) göz önünde bulundurulmalıdır. Rezonans frekansları, başlıca odan biçimine ve büyüklüğüne bağlıdır. Odan sert duvarlarıbasınç ortamların oluştuğu yerlerdir. Kapalıortamın boyutlarıl x x f y x f z ise bu ortamın rezonans frekanslarıbelli bir bağıntıya göre hesaplar. Herhangi bir ortamıkarakterize etmek için bazıakustik parametrelerden yararlalır. Bunlar akustik çevrenin özelliklerini anlatan çok önemli değerlerdir. Kapalıbir ortamın en önemli karakteristiği "yankılanma" süresidir. Diğeri "yankıgecikmesi"dir, üçüncüsü ise birinci yansımadan gelen sesin şiddetinin doğrudan gelen sesin şiddetine oradır. 1.3.2. YapıAkustiğiyle İlgili BazıKavramlar ve Matematiksel Bağıntılar Akustik enerji, hem içinde yayıldığıortam tarafından hem de temasa geldiği yüzeyler tarafından soğurulur. Havadaki soğurulma, çok büyük sapmalar dışında yapıakustiğinde önemli bir rol oynar. Yüzeylerdeki soğrulma çok daha önemlidir. Çünkü yüzeyde kullalan maddenin cinsini değiştirerek bir çevrenin akustik özelliklerini tümüyle değiştirme olanağı vardır. Genellikle sert ve düzgün yüzeyler, gelen enerjinin çoğunu yansıtırken yumuşak ve gözenekli yüzeyler (kumaş, vb.) gelen akustik enerjiyi büyük oranda soğururlar. Bir madde üzerine gelen toplam akustik enerjinin tamamı(%100'unu) soğuruyorsa o ideal bir soğurucudur. Bir maddenin soğurma katsayısıyüzey alanlarıyla çarparsak yine alan boyutuna sahip bir nicelik elde ederiz. Örneğin; soğurma katsayısı0,28 olan s = 20 m 2 'lik kontrplaktan yapılmışbir yüzey için s = 0,28 x 20 = 5,6 m 2 'dir. Bu değer şöyle anlamlandırılabilir; eğer yüzey kontrplaktan değil de ideal soğurucu bir maddeden yapılsaydı20 m 2 'lik kontrplağın soğurduğu akustik enerjiyi bir ideal yüzeyin 5,6 m 2 'yi soğurabilirdi. 4
1.3.3. Salon Müzik İlişkisi ve Salonların İyileştirilmesi Mimari ile müzik arasında çok yakın bir bağıntıvardır, bu nedenle tarihçiler müziği stilistik devirlere ayırmaktadırlar. Bunlar; barok, klasik ve romantik dönem adıyla 3 ana başlıkta toplanabilir. 1600 lü yıllardan J. S. Bach ın dönemine (1750) kadar olan süreye Barok dönem deniyor. Bu dönemin bestecileri dinsel kutlama, düğün töreni, festival gibi özel durumlar için müzik pazarlardı. Bu programların gerçekleştiği yerler ise kilise, dan ve tiyatro alanlarıydı. Bu yerlerin ortak özellikleri şöyle sıralanabilir. Küçüktürler Dikdörtgen biçimlidir. Sert yansıtıcıyüzeylere sahiptirler. Klasik dönem, Mozart, Beethoven ve Schubert'in temsil ettiği Viyana okulunun devridir. Modern orkestrayıkabul etmeyenler klasik bestecilerdir. Klasik besteler yapıolarak bugünküne benziyordur; yaylıçalgıları, ağaç ve pirinç üflemeleri ve vurmalıçalgıları içeriyordu. Romantik devir müziği daha kişiseldir. Bestecinin duygularıanlatmaya yöneliktir. Brohes, Çaykovski, Wagner, Derbussy gibi bestecilerin müziği anlamlandırma amaçları gerçekleştirebilmek için, daha dalgın seslere ve daha uzun yankılara süreçlere ihtiyaçları vardır. Şimdi biraz da salonların akustik bakımdan daha iyi duruma getirilmesi için neler yapılacağıgörelim. Salonlardaki art gürültüler (uçak, trafik, gürültüsü vs.) müzik seslerin bastırırsa hava kanallarıses soğurucu maddelerle astarlanabilir. Kanal sistemine dirsekler konabilir. Salondaki yankılanma süresi gereğinden uzun olursa tavan alçaltılabilir, yüzeyler soğurucu maddelerle kaplanabilir. (halı, perde, kumaşkaplıkoltuk gibi) Salondaki sesler yeterli gürlükte duyulmuyorsa sahnenin duvar ve tavan yüzeyleri yansıtıcıhale getirilmelidir, sesi soğuran şeyler (perde, ses, vb.) varsa kaldırılmalıdır. 5
1.4. Müzik Seslerinin Algılanması 1.4.1. Perde Algılanması Sesin perdesini algılama işleminin aslında bir mekansal konum algılama işlemi olduğuna inalıyor. Frekansıne olursa olsun, bu tür periyotlu seslerin zarıüzerinde en şiddetli rezonansa sebep olduklarıyer sesin niteliğiyle hemen hemen hiç değişmez. Merkezi perde işlemcisinde de bir takım kalıplar oluştuğu ve taban zarından gelen karmaşık mekansal uyarıdemetinin bu kalıplarla karşılaştırılarak değerlendirildiği varsayılır. Kalıplardan biriyle benzerlik görülürse karmaşık uyarın o kalıbın temsil ettiği perdeye sahip olduğuna karar verilir. 1.4.2. TıAlgılanması Tıduyumunu belirleyen başlıca unsur ses spektrumudur. Yani statik tıduyumu, taban zarıboyunca uyarılan rezonans bilgilerinin etkinlik derecelerinin bir fonksiyonudur. Yani rezonans bölgelerinin farklışiddetle uyarılmışolmasıburalardan gönderilen sinyallerin gönderilme hızın farklıolmasıyla sonuçlanmaktadır. Bu hız farklarıanaliz edilerek sesin tısıhakkında karar verilir. 1.4.3. Müzik Seslerinin Talanması Talama işlemlerinin karakteristik ya, hepsinin de bilgilerin elenmesine dayanmasıdır. Gelen pek çok sinyalin oluşturduğu korkutucu karmaşıklık içinden anlamlıbir bilgi çıkarabilmek için beynimizin, konuyla ilgili olan verileri ilgili olmayanlardan ayıracak süzgeçler, kullanmasıgerekir. Algılama sürecinde önce şiddet ve gürlük duyumu daha sonra serin periyodiklik biçimi, üçüncü adımda ise sesi oluşturan bileşenlerin şiddet spektrumu saptar ve analiz edilir. Böylece tıduyumu ortaya çıkar. 1.4.4. Vibratonun Etkileri Müzik sesinin niteliğini (tısı) belirleyen etkenlerden birisi de vibratodur (titreşim kaynağı). Uygun bir vibrato seslere canlılık ve sıcaklık katar. İcracılar, bir sesi icra ederken, çoğunlukla sabit bir perde halinde değil de perdeyi periyodlu olarak, biraz değiştirerek icra ederler. Vibrato insan sesiyle yapıldığıgibi çalgılarla da yapılır. Böylece seste, hoşa giden bir esneklik, içtenlik, tatlılık ve zenginlik ortaya çıkar. Hoşa giden bu vibrotado saniyede 6-7 defa dalgalanma görülür. (Vibrato frekansı6,5 Hz kadardır) 6
UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ İşlem Basamakları Şiddeti ve süresi sabit bir ses kaydı yapız.(insan sesi, enstrüman sesi vs.) Farklıyapıda iki ortam belirleyiniz veya oluşturunuz. Elinize bir kronometre alız. Öneriler Bir ortamın hafif malzemelerle döşenmiş, diğer ortamın pürüzsüz yüzeyli olmasına dikkat ediniz. Güvenilir bir ölçüm için iki ortamda da ses kayıtların ayna anda başlayıp ayanda bitiriniz. Birinci ortamda sesin yankılanma süresini tespit ederek not alız. İkinci ortamda sesin yankılanma süresini tespit ederek not alız. Bu sonuçları, ortamın ses üzerindeki belirleyici etkisi açısından değerlendiriniz. Ses akustiği bakımından sorunlu bir salon tespit ediniz. Salondaki sorunu tespit ediniz.(art gürültüler, tavan yüksekliği ve duvardaki döşeme malzemeleri bakımından) Salonu seçerken göz önüne alınacak kriterleri yazda maddeler halinde bulundurunuz. Çözümlerinizin basit çözümler olmasına dikkat ediniz. Tespit ettiğiniz sorunlara çözüm önerileri getiriniz. Salonda yapılabilecek değişikleri yapız. Salonda bu değişikliğin sesin dolaşımı bakımından salon yapısıne derece değiştirdiğini ölçünüz. 7
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME A- OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) Doğru-YanlışTipi Sorular Aşağıdaki soruların cevaplarıkutu içindeki boşluklara D veya Y olarak yazız. SORULAR DOĞRU YANLIŞ 1) Fiziksel olarak ses insan ve enstrüman sesi diye ikiye ayrılır. 2) Fizik ve psikofizik arasında bir fark yoktur 3) Mimari müzik; barok, realistik ve romantik diye 3 stilistik devreye ayrılır 4) Salondaki yankılanma süresi gereğinden uzun olursa tavan alçaltılabilir. 5) Vibrato sesin niteliğine denir. 6) Müzik seslerinin algılanmasıperde ve tıalgılamasıadlıiki başlıkta incelenir. 7) Müzik seslerini tamlarken beyin ve sinir sistemimiz bilgilerin elenmesi sistemine göre hareket eder. DEĞERLENDİRME Cevaplarızıcevap anahtarıile karşılaştırız. Doğru cevap sayızıbelirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlışcevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz konularla ilgili faaliyete geri dönerek inceleyiniz. Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz diğer faaliyete geçiniz. 8
B- UYGULAMALI TEST Yaptığız uygulamayıkontrol listesine göre değerlendirerek, eksik veya hatalı gördüğünüz davraşlarıtamamlama yoluna gidiniz. KONTROL LİSTESİ DEĞERLENDİRME KRİTERLERİ Evet Hayır 1 Şiddeti ve süresi sabit bir ses kaydıaldız mı? 2 Farklıyapıda iki ortam belirlediniz mi? 3 Yaza kronometre aldız mı? 4 Birinci ortamda sesin yankılanma süresini tespit ederek not aldız mı? 5 İkinci ortamda sesin yankılanma süresini tespit ederek not aldız mı? 6 Bu sonuçları, ortamın ses üzerindeki belirleyici etkisi açısından değerlendirdiniz mi? 7 Ses akustiği bakımından sorunlu bir salon tespit ettiniz mi? 8 Salondaki sorunu tespit ettiniz mi? 9 Tespit ettiğiniz sorunlara çözüm önerileri getirdiniz mi? 10 Salonda yapılabilecek değişikleri yaptız mı? 11 Salonda bu değişikliğin sesin dolaşımıbakımından salon yapısı ne derece değiştirdiğini ölçtünüz mü? DEĞERLENDİRME Yaptığız değerlendirme sonunda hayır, şeklindeki cevaplarızıbir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsaz öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Eksikliklerinizi araştırarak ya da öğretmeninizden yardım alarak tamamlayabilirsiniz. Cevaplarızın tamamıevet ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 9
ÖĞRENME FAALİYETİ 2 ÖĞRENME FAALİYETİ 2 AMAÇ Bu faaliyet sonunda uygun ortam sağlandığında enstrümanlarla tekniğe uygun olarak titreşim denemeleri yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Bu faaliyet öncesinde yapmaz gereken öncelikli araştırmalar şunladır; Sesin oluşumunda rol oynayan etmenler nelerdir? İletici ortamlarda titreşimlerin ve havadaki ses dalgaların etkisi nelerdir? Araştırız. Sesler algılarken kulağın yapısıve işlevi, kulak sesleri ve frekans algılama mekanizması nasıl çalışır ve insandan insana değişkenlik gösterir mi? Araştırız. 2.SESİN OLUŞUMU 2.1. Sesin Oluşumu 2.1.1. UyarıcıEtkenin Oluşumu Kulağıuyaran etkenler, her zaman yinelenen bir hareket sonucu oluşurlar. Bir cismin konumunun, bir referans cismine veya noktasına göre değişmesine hareket deniyor. Hareket ne kadar karışıksa o hareketin sonucu olarak oluşan uyarıcıetkenler ve bu etkenlerin uyarısıyla algıladığımız sesler de o kadar karışık olur. Çok karışık seslere gürültü diyoruz. Çalgılarımızdaki tellerin hava sütunların, çubukların hareketinden doğan müzik sesleri ise gürültülere göre çok daha basit yapıdadır. Yine de basit sesler değildir. Doğada basit ses oluşmaz. Basit ses bir cismin bir boyut üzerinde yaptığıyinelenen hareketten doğmalıdır. Ama müzik aletleriyle basit sesler çıkararak daha karışık olan gürültülerin yapıları anlayabiliriz. Çünkü en karmaşık ses bile çeşitli basit seslerin bir bileşkesidir. 10
2.1.2. Basit Uyumlu Hareketin Ayrıntıları Basit uyumlu hareket basit seslerin temelidir ve en basit yinelenen harekettir. Titreştirilen bir ses çatalın kollarıoluşturan her madde taneciği, bir elektrik devresinde salınan elektronlar veya yaklaşık da olsa akılda daha kolay canlandırılabilen bir örnek olarak bir düzlem içinde küçük salımlar yapan bir sarkaç, basit uyumlu hareketler yapar ve bütün bu hareketler hep ayilkelere uyarlar. Geometrik olarak da basit uyumlu hareketi bir çember üzerinde düzgün bir hızla dönen bir noktan çap üzerindeki izdüşümünün yaptığı hareket olarak tamlarız. (bk. Şekil 1.1.) Şekil 1.1. Referans çemberi üzerinde düzgün bir hızla dönen P noktasın çap üzerindeki izdüşümü olan P' noktası, AB çapıüzerinde gidip gelerek bir basit uyumlu hareket yapar. 2.1.3. Basit Uyumlu Hareket ve Enerji Şimdi de biraz, basit uyumlu hareketin genlik-enerji ilişkisi üzerinde duralım. Daha çok enerji verilirse sistemin denge konumundan daha çok uzaklaşabileceği yani basit uyumlu hareketin genliğinin büyüyeceği açıktır. Enerji arttıkça referans çemberinin yarıçapıgitgide büyür. Öncelikle bir titreşimin enerjisi, genliğin karesiyle doğru orantılıdır. Örneğin; genliği üç kat yapabilmek için enerjiyi dokuz katına çıkarmak gerekir. Enerji azaldıkça referans çemberinin yarıçapıgitgide küçülür. Peki basit uyumlu hareket yapmakta olan bir sistem bu hareketini ne kadar sürdürebilir? Eğer hareket sırasında bir enerji kaybıolmazsa hareket sonsuza kadar sürer. Ama genelde enerji kaybıolur bu nedenle hareket gitgide küçülür. Bu enerji kaybın nedeni de şöyle açıklanabilir; ses çatalında enerjinin büyük bir kısmıısıya dönüştüğünden sistemin enerjisi çözülür ve ses gitgide duyulmaz olur. Buna da sönüm süresi denir. 2.1.4. Titreşimlerin Eğrilerinin Çizilmesi Salınan bir sarkacın, bir yayın veya titreşen bir ses çatalın yaptığıbasit uyumlu hareketin izinin çizilmesi oldukça kolaydır. Örneğin, ses çatalına sivri bir uç tutturulur. Bu uç, bir isli cama hafifçe değer. Çatal titreşirken cam titreşimin olduğu düzleme dik doğrultuda düzgün bir hızla çekilirse hareketin zaman içindeki izini gösteren sinus eğrisi elde edilir. (isli cam yerine kağıt da kullalabilir.) Ancak ayyöntemi müzik sesi veren sistemlerin hareket eğrilerini çizmekte kullanamayız. Çünkü müzik seslerin eğrileri çok karmaşıktır. Bu amaçla osiloskop denilen 11
modern bir icat edilmiştir. Osiloskop elektronik bir düzenektir (cam top) ve titreşim hareketinin periyodunu ve genliğini kolayca belirler. (bk.. Şekil 1.2.) 2.1.5. Rezonans Şekil 1.2.: Osiloskopun ana parçasıolan elektron tüpünün şeması Uyarıcısistemin frekansıile rezonatorün öz frekansıaydeğerde ise özel bir zorlanmıştitreşim oluşur. Bu zorlanmıştitreşimin genliği, uyarıcıtitreşimin genliğine göre çok büyük değerler olabilir. Yani uyarıcıtitreşim, rezonatör tarafından güçlendirilmişolur. Bu olaya rezonans denir. Rezonans, zorlanmışbir titreşimdir. Rezonansın nasıl oluştuğunu basit bir örnekle anlatalım. Arkadaşızıbir salıncakta sallamak istediğinizi düşünün. Biraz iterek salıncağıkendi haline bırakırsaz, salımların genliği gitgide azalır ve sonunda hareket durur. Bu sonumlu hareket salıncağın öz salımıdır. Ve belirli bir frekansı, periyodu vardır. Aysalıncağıne zaman harekete geçirseniz hep ayperiyotla salır. Şimdi salıncağa öz frekansına uygun olarak yinelenen bir kuvvet uyguladığızıve dönmekte iken onu yeniden ittiğinizi düşünün. Her yeni itişte salım genliğinin nasıl arttığıdeneyimlerinizden bilirsiniz. Uyguladığız yinelenen kuvvetin frekansıyla salıncağın öz frekansıayolduğu için uyarıcıile rezonator (salıncak) rezonans halinde olduğu için genlik artışıgörülür. 2.1.6. Perde ve Frekansı Perde nedir? Perdeyi kısaca bir sesin işitme sistemimizde uyandırdığıtizlik, pestlik duygusu olarak tamlayabiliriz. Bu duygunun ölçüsü ses kaynağın titreşim frekansıdır. Perde dediğimiz psikofiziksel nicelikle frekans dediğimiz ölçülebilir. Fiziksel nicelik, hep birbirine koşuttur. Bir sesin frekansıarttıkça perdesinin yükseldiğini (tizleştiğini) frekansıazaldıkça da perdesinin düştüğünü (pestleştiğini) söyleriz. Frekans aykalıyorsa titreşen sistem ne olursa olsun hep ayperdeyi algılarız. Perde, frekansın müzik dilindeki karşılığıdır, diyebiliriz. 12
2.1.7. Elektronik Frekans Belirleme Yöntemlerine Örnekler Perde, sesin şiddetine pek bağlıolmadığına göre, bir sesin perdesini (frekansı) belirlemek için ses şiddetini katman gereği yoktur. Frekans belirlemek için çeşitli yöntemler kullalır. Deney yapan kulağın duyarlılığına da bağlıolan sonometre ve sirenle frekans belirleme yöntemlerinin yasıra, frekanslarımilyarda bir hertz kadar belirsizlikler verebilen ve kulaktan bağımsız olarak uygulanabilen elektronik frekans belirleme yöntemleri de vardır. Örneğin; frekansıbelirlenecek ses önce bir mikrofon yardımıyla ayfrekanslıbir elektrik akımına çevrilir. Sinüs eğrisini andıran değişimler gösteren bir elektrik akımıbir asilatörden elde edilen, frekansıbilinen ve ayarlanabilen başka bir elektriksel titreşimler birlikte bir osiloskopa gönderilir. (bk.. Şekil 1.3.) 2.2. İletici Ortamlar Şekil 1.3: Osiloskop Uyarıcıetkenin maddesel bir sistemin yaptığıtitreşimlerden doğduğunu biliyoruz. Bu titreşimlerin yinelenerek kulağımıza kadar gelebilmesi için yine, tanecikleri ayrıayrı titreşebilen ve bu titreşim hareketini birbirine geçirebilen maddesel bir ortamın bulunması gerekeceği açıktır. Kulakla ses kaynağıarasında bulunan bir maddesel sistem, iletici ortamı oluşturur. Yani iletici ortam herhangi bir maddesel sistem olabilir. Yani ses için iletici ortam bir gaz, bir sıvıya da katıolabilir (katıve sıvılar sesi gazlardan daha iyi iletir). Ancak kaynağın kendisi değil, titreşim enerjisi ortamda iletilir ve çok uzaklara gidebilir. Yani ortamın ilettiği şey madde değil, enerjidir. Enerjiyi ileten de ortamda ilerleyen hareket, yani oluşan dalgalardır. 13
2.2.1. Titreşimlerin Yayılma Mekanizması Maddesel ortamın herhangi bir bölgesinde oluşan bir hareket, maddenin esnekliği nedeniyle az sonra, diğer bölgelerin de harekete geçmesine neden olur. Bir ortamda ilerleyen hareketlere dalga deniyor. Örneğin, havuzdaki durgun suya küçük bir taşattığımızı düşünelim. Taşın düştüğü yerde oluşan çukurluğun hemen çevresini kuşatan bir tümsek halka, çapıgitgide genişleyerek ve enerji taşıyarak havuzun kenarlarına kadar ilerler. Bu ilerleyen şey, su ortamında iletilen bir dalgadır. Sarsıntıyla birlikte iletilen şey enerjidir. 2.2.2. Havadaki Ses Dalgaları Ses kaynağıtitreşirken çevresindeki hava periyotlu olarak sıkışıp gevşer ve bu sarkıntı her yöne doğru boyuna dalgalar halinde yayılır. Dalga yayılmaktayken yolu üzerinde bulunan herhangi bir noktadaki basınç, periyotlu olarak azalıp çoğalır. 2.2.3. Dalgaların Ortamdaki Yayılma Hızı Dalga hızı, bir dalgan ortamda aldığıyolun, o yolu almak için harcanan zamana oradır. Yani dalgan birim zamanda aldığıyoldur. Hız = Alınan Yol / Harcanan Zaman Bu hız, ortam taneciklerinin ve bu tanecikler arasında etkili esnek kuvvetlerin büyüklüğüne bağlıdır. Katılardaki Yayılma Hızı Gerilmişbir telde taneciklerin arasındalar çekim kuvveti, teli geren kuvvetle orantılıdır. Taneciklerin kütlesinin büyüklüğü ise telin birim kütlesiyle orantılıolduğuna göre enine bir dalgan yayılma hızı, teli geren kuvvetle doğru, telin birim kütlesiyle ters orantılıdır. Sıvılardaki Yayılma Hızı Akışkan (sıvıveya gaz) ortamların belirli bir biçimleri, boylarıolmadığına göre bunlar için yoğunluk değerinden söz edilemez. Akışkanlarda boyun bir anlamıolmadığına göre B (hacimsel değer) uygulanan basınçtaki değişmenin, akışkandaki bağıl hacim değişmesine oraolarak tamlar. Gazlardaki Yayılma Hızı Gazlar için B değeri (hacimsel değer) ideal gaz denkleminden B = Py olarak tamlar P = gaz basıncıy ise sabit basınçtaki ısısığasın sabit hacimdeki ısısığasına oragösteriyor. 14
2.3. Basit Seslerin Algılanması Seslerin algılanmasıkarmaşık bir olaydır. Kulağa kadar gelen ses dalgaların taşıdığı akustik enerji, kulak zarına periyotlu hareketler yaptırır. Orta kulağa, oradan da iç kulağa iletilen bu hareketler, iç kulakta nöral sinyallere dönüştürülür. Sinyaller beynin işitmeyle ilgili bölümüne iletilir. Ve böylece algılama işlemi tamamlanmışolur. Kısaca işin içine beynin birçok bölgesi girdiğine göre sesin algılanmasıfiziksel, fizyolojik, nörolojik ve psikolojik yönleri olan gerçekten karmaşık bir olaydır. 2.3.1. Kulağın Yapısıve İşlevi Daha önce de belirtildiği gibi belli frekanstaki bir sesin beynimizde uyandırdığıtizlik pestlik duygusuna perde diyoruz. Acaba frekanslar (perdeler) i şitme sistemimizde birbirimizden nasıl ayrılmakta, nasıl değerlendirilmektedir? Bunun için önce kulağın yapısına bakalım. Kulak; anatomik bakımdan dış, orta ve iç kulak olarak 3 bölümden oluşur. Dışkulak, kulak kepçesi, işitme kanalıve bu kanalın sonunu kapatan kulak zarından meydana gelir. (bk. Şekil 1.4.) Şekil 1.4. Kulağın yapısıgösteren çizim Kulak kepçesinin görevi, olabildiğince çok akustik enerjiyi işitme kanalına yönlendirmektir. İşitme kanalı, titreşimleri yoğunlaştırılmışolarak kulak zarına iletmektedir. Kulak zarın görevi, işitme kanalındaki hava titreşimlerini yineleyerek orta kulağa aktarmaktadır. 15
Orta kulakta kulak zarına yapışık bir zincir oluşturan art arda 3 küçük kemik vardır. Biçimlerinden dolayıçekiç, örs ve üzengi adıverilmiştir. Her yakapak bir oyuk görünümünde olan orta kulakta yalzca boğaza açılan bir kanal (östaki borusu) bulunmaktadır. Bu borunun iki görevi vardır: 1) Orta kulaktaki salgılar boşaltmak 2) kulak zarın iki yandaki hava basıncın ayolmasısağlamak. Orta kulaktaki kemik zincirinin görevi kulak zarın yaptığıtitreşimleri iç kulaktaki sıvıya aktarmaktır. (kemiklerdeki herhangi bir bozukluk, hasar aktarma işleminin yapılmamasına ve sağırlığın ortaya çıkmasına neden olur). İç kulak başlıca 2 kısımdan oluşur; yarım çember kanalları, salyangoz. Kanallar ses algılamayla değil vücudumuzun dengesinin sağlanmasıyla ilgilidir. Salyangoz ses algılamayla ilgili en önemli orgamızdır. 2.3.2. Frekans Algılama Mekanizması Havada ilerleyen ses dalgaları(basınç değişimleri), kulak zarıkendi frekanslarına uyacak bir titreşim yapmaya zorlar. Zardaki titreşimler kemikler aracılığıyla oval pencere zarına iletilir. Buradan salyangoza geçer ve bu dalgalar rezonans haline gelir. Gelen sesin frekansıdeğişirse iç kulak sıvısındaki dalgaların dalga boyu değişir. Dolayısıyla rezonans bölgelerinin yerleri de farklıolur. Beyne farklınöronlardan farklısinyaller gider. Her bir frekans için taban zarıüzerinde, farklıbir maksimum duyarlık bölgesi (rezonans bölgesi) vardır. Düşük frekanslısesler, zarın uç kısmına (apeks) yakın esnek kısımlarıuyarır. Yüksek frekanslısesler, zarın oval pencereye daha yakın olan bölümlerini uyarır. Kısaca bir sesin frekansıyla ilgili bilgilerin cortr orga( kulaktaki sinir hücreleri topluluğu) tarafından uyarılmış nöronların mekansal konumu olarak kodlandığı söylenebilir. Uyarılan nöronların bulunduğu yere göre, perde pest veya tiz olarak algılar. 2.3.3. Kulak Selenleri Birleşim seslerinin oluşmasıiçin iki ayrısese gerek var. Eğer, gelen basit sesin şiddeti yeterince yüksekse işitme sistemimiz bir tek sese bile yeni yeni sesler ekler. Bu eklenen seslere kulak selenleri denir. Kulak selenlerinin frekansıgelen orijinal sesin frekansın tam katlarıkadardır. Yani orijinal ses ve kulak selenleri, bir harmonikses oluşumlar. Temel ses, bu serinin birinci elemadır. Yani birinci selendir. (bk. Şekil 1.5.) 16
Şekil 1.5:Kulak selenleri Yukarı daki ş ekilde de görüldüğ ü gibi orijinal sesin ş iddeti arttı kça fark edilebilen kulak selenlerinin sayı sıda artar. 17
UYGULAMA FAALİ YETİ UYGULAMA FAALİ YETİ İ ş lem Basamakları Öneriler Basit uyumlu titreş im hareketi izinin çizimi Sağ lam tutturduğunuzdan emin olunuz. için hazı rlı k yapı z( ses çatalı, isli cam, sivri kalem ucu bulunuz) Ses çatalı na sivri kalem ucu tutturunuz İ sli cam yerine kağı t da kullanabilirsiniz Bu ucu isli bir cama değ diriniz. Çatal titreş irken titreş im camı n olduğ u Açıdik ve hı zlıise sinüs eğrisi elde düzleme ne tür bir açıyapı yor, hesaplayı z. edildiğ ini kontrol ediniz. Kağ ı t üzerindeki izden hareketin Herhangi bir andaki yoğ unluğ unu ( genliğini) saptayı z. saptanabildiğ ini tespit ediniz. Ayyöntemi müzik sesi veren sistemlerin İ mka z varsa hareket eğrilerini çiziminde kullanmak için inceleyiniz. hangi aletlerin kulla ldı ğı tespit ediniz. 18 uza mı nda osiloskopu yerinde
ÖLÇME VE DEĞERLENDİ RME ÖLÇME VE DEĞERLENDİ RME A- OBJEKTİ F TESTLER (ÖLÇME SORULARI) Doğru-yanlı ştipi sorular Aş ağ ı daki soruları n cevapları kutu içindeki boş luklara D veya Y olarak yazı z.. SORULAR DOĞRU YANLIŞ S 1) Bir titreş imin enerjisi genliğin karesiyle ters orantı lı dı r. S 2) Uyarı cıtitreş im rezonator (uyarı cı, enerji) tarafı ndan güçlendirilmişise bu olaya rezonans denir. S-3) Perde, sesin iş itme sistemimizde uyandı rdı ğ ıtizlik pestlik duygusuna denir. S-4) Bir ses frekansıarttı kça perdesi alçalı r S-5) Basit sonometre ve siren, birer frekans belirleme aletleridir S-6) Dalga hı zıbir dalga n ortamda aldı ğ ıyolun, o yolu almak için harcanan enerjiye ora dı r. S-7) Katı, sı vıve gazları n yayı lma hı zıay dı r. S-8) Kulak dı şorta ve iç kulaktan oluş ur. S-9) Kulak dı ş,orta ve iç kulaktan oluş ur. S-10) Dı şkulak; kulak kepçesi, östaki borusu ve iş itme kanalı ndan oluş ur. DEĞERLENDİ RME Doğru cevap sayı zıbelirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlı şcevap verdiğiniz ya da cevap verirken takı ldı ğ ı z konularla ilgili faaliyete geri dönerek inceleyiniz. Tüm sorulara doğru cevap verdiyseniz modül değ erlendirmeye geçiniz. 19
B- UYGULAMALI TEST Yaptı ğı z uygulamayıkontrol listesine göre değerlendirerek eksik veya hatalı gördüğünüz davra ş ları tamamlama yoluna gidiniz. KONTROL Lİ STESİ 2 DEĞERLENDİ RME KRİ TERLERİ Basit uyumlu titreş im hareket izinin çizimi için hazı rlı k yaptı z mı? Ses çatalı na sivri kalem ucu tutturdunuz mu? 3 Bu ucu isli bir cama değ dirdiniz mi? 4 Çatal titreş irken titreş im camı n olduğ u düzleme ne tür bir açı yapı yor, hesapladı z mı? Kağı t üzerindeki izden hareketin yoğ unluğ unu ( genliğini) saptadı z mı? Ayyöntemi müzik sesi veren sistemlerin hareket eğ rilerini çiziminde kullanmak için hangi aletlerin kulla ldı ğ ı tespit ettiniz mi? 1 5 6 EVET HAYIR DEĞERLENDİ RME Yaptı ğı z değerlendirme sonunda hayı r, ş eklindeki cevapları zıbir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsa z öğ renme faaliyetini tekrar ediniz. Eksikliklerinizi araş tı rarak ya da öğretmeninizden yardı m alarak tamamlayabilirsiniz. Cevapları zı n tamamıevet ise bir sonraki faaliyete geçiniz. 20
MODÜL DEĞERLENDİ RME MODÜL DEĞERLENDİ RME PERFORMANS TESTİ(YETERLİ K ÖLÇME) Modül ile kazandı ğ ı z yeterliğ i aş ağı daki kriterlere göre değ erlendiriniz DEĞERLENDİ RME KRİ TERLERİ 1 Ses nedir, biliyorum ve fizik ve psikofiziğ i iliş kilendirebiliyorum. 2 Salon ve müzik iliş kisi nedir biliyorum, salonları n iyileş tirilmesi için çözüm önerileri getirebiliyorum. Müziğ in 3 stilistik devirden oluş tuğu ve arası ndaki farkları biliyorum. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 EVET HAYIR Tı ları algı layabiliyorum. Müzik seslerini algı larken "bilgilerin elenmesi" metodunu kulla yorum. Selen, perde, frekans nedir? Ta mlayabiliyorum. Elektronik frekans belirleme yöntemlerine örnekler verebiliyorum. Titreş imlerin yayı lma mekanizması öğ rendim. Dalga hı zı= alı nan yol / harcanan zamandı r bu formülle yayı lma hı zı bulabiliyorum. Katı, sı vıve gazları n yayı lma hı zları n birbirinden farklı olduğunu biliyorum. Kulağ ı n yapı sıve iş levi hakkı nda tüm bilgilere sahibim. DEĞERLENDİ RME Yapı lan değerlendirme sonunda hayı r, cevapları zıbir daha gözden geçirin kendinizi yeterli görmüyorsa z modülü tekrar ediniz. Cevapları zı n tamamıevet ise modülü tamamladı z, tebrik ederiz. Takı ldı ğ ı z yerleri öğ retmeninizle gözden geçiriniz. 21
CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARI ÖĞRENME FAALİ YETİ1 CEVAP ANAHTARI 1 2 3 4 5 6 7 D Y Y D Y D D ÖĞRENME FAALİ YETİ2 CEVAP ANAHTARI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Y D D Y D D Y Y D Y Cevapları zı cevap anahtarıile karş ı laş tı rarak kendinizi değ erlendiriniz. 22
ÖNERİ LEN KAYNAKLAR ÖNERİ LEN KAYNAKLAR Wood, A. The Physics of Music, Methuen, London, 1964. Zeren, M. A., Müzikte Ses Sistemleri, Offset Fotomat, Ankara, 1978. 23
KAYNAKÇA KAYNAKÇA Beranek, L. L., Music, Acoustics and Architecture, John Wile & Sons, New York, 1962. Blackham, E.D., "The Physics of the Piano", Scio, Aner, 213, 88, (1965) Culver, C. A. Musical Acoustics, Mc Graw Hill Book Company, New York 1956. Hartmann, W. M., "The electronic Music Synthesizes and the Physics of Music", Diner, J. Phys., 43, 755 (1975) Hutchins, C. M., "The Acoustucs of Violin Plotes", Sci, Dmer, 245, 170, (1981) Zeren, M.A., "Aralı k Birimleri Hakkı nda", S.Ü. Eğ t. Fak. Der., 2, 159 (1988) Zeren, M.A., "Fizik ve Müzik", Musiki Mecmuası, 1993. Zeren, M. A. "Müzik Fiziği" Pan Yayı ncı lı k, İ stanbul, 2005. 24